إن تجميع PCBA هذه العملية معقدة للغاية. وهي تشمل تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور, ، وتوريد المكونات وفحصها،, تجميع SMT, ، وإدخال مكونات DIP، واختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA)، وغيرها من الخطوات المهمة. ومن بين هذه الخطوات، يُعد اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) أهم خطوة لمراقبة الجودة في عملية تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) بأكملها. فهو الذي يحدد الأداء النهائي للمنتج أثناء الاستخدام.
1. ما هو اختبار PCBA؟
يشمل اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) بشكل أساسي خمسة أنواع: اختبار ICT، واختبار FCT، واختبار التحميل، واختبار التعب، واختبار الظروف القاسية.
1) اختبار تكنولوجيا المعلومات والاتصالات
يهدف اختبار تكنولوجيا المعلومات والاتصالات بشكل أساسي إلى فحص استمرارية الدائرة، وقيم الجهد والتيار ومنحنيات تقلبها، والسعة، والضوضاء، وغيرها من العناصر.
2) اختبار FCT
يتطلب اختبار FCT برمجة الدوائر المتكاملة (IC). وهو يحاكي وظيفة لوحة PCBA بأكملها للكشف عن المشكلات في الأجهزة والبرامج. كما يتطلب استخدام قوالب الإنتاج SMT المناسبة وأجهزة الاختبار الملائمة.
3) اختبار التعب
يعتمد اختبار التعب بشكل أساسي على أخذ عينات من لوحة PCBA وتشغيلها بتردد عالٍ لفترة طويلة. ويهدف هذا الاختبار إلى التحقق من ظهور أي أعطال وتقييم احتمالية فشل الاختبار. وبهذه الطريقة، يمكنه تقييم أداء لوحة PCBA داخل المنتج الإلكتروني.
4) اختبارات الظروف القاسية
يُخضع اختبار الظروف القاسية لوحة PCBA لظروف متطرفة من حيث درجة الحرارة والرطوبة والسقوط ورذاذ الماء والاهتزاز. ويتم الحصول على نتائج الاختبار من عينات عشوائية، ومن ثم يمكن تقييم موثوقية الدفعة الكاملة من لوحات PCBA.
5) اختبار التحمل
يتم في اختبار التحمل تشغيل لوحة PCBA والمنتج الإلكتروني لفترة طويلة. ويهدف هذا الاختبار إلى إبقاء المنتج قيد التشغيل والتحقق من عدم حدوث أي عطل. ولا يُسمح بالإنتاج الضخم والبيع إلا للمنتجات الإلكترونية التي تجتاز اختبار التحمل.
تعتبر عملية تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) عملية معقدة. وأثناء الإنتاج والتجميع، قد تحدث مشكلات بسبب أعطال في المعدات أو أخطاء في التشغيل. وهذا يعني أنه لا يمكن ضمان اجتياز جميع المنتجات النهائية للاختبار. لذا، فإن اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) ضروري للتأكد من خلو كل منتج من أي مشكلة في الجودة.
2. كيفية اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA)
تشمل طرق اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) الشائعة بشكل أساسي ما يلي:
1) الاختبار اليدوي
يعني الاختبار اليدوي الفحص عن طريق الملاحظة البصرية. ويستند إلى المقارنة البصرية للتأكد من وضع المكونات على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). وتُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع جدًّا. ولكن مع وجود كميات كبيرة ومكونات صغيرة جدًّا، أصبحت هذه الطريقة أقل ملاءمة. كما أن بعض العيوب الوظيفية يصعب اكتشافها، ولا يسهل جمع البيانات المتعلقة بها. ولذلك، هناك حاجة إلى طرق اختبار أكثر احترافية.
2) الفحص البصري الآلي (AOI)
يُطلق على الفحص البصري الآلي أيضًا اسم «الاختبار البصري التلقائي». ويتم إجراؤه بواسطة معدات فحص خاصة. ويُستخدم قبل وبعد عملية اللحام بإعادة التدفق. وهو فعال في التحقق من قطبية المكونات. كما أنه يسهل من خلاله تشخيص الأعطال، وهو طريقة شائعة جدًّا. لكن هذه الطريقة ليست فعالة جدًّا في الكشف عن الدوائر القصيرة.
3) جهاز اختبار المسبار المتحرك
بفضل التقدم الذي طرأ على الدقة الميكانيكية والسرعة والموثوقية، أصبح اختبار المسبار المتحرك شائعًا للغاية في السنوات الأخيرة. كما أن الحاجة إلى أنظمة اختبار تتميز بسرعة التبديل والقدرة على العمل دون الحاجة إلى تجهيزات تثبيت في تصنيع النماذج الأولية والإنتاج بكميات صغيرة، جعلت من اختبار المسبار المتحرك الخيار الأمثل.
4) الاختبار الوظيفي
هذه طريقة اختبار مخصصة للوحة دوائر مطبوعة (PCB) معينة أو وحدة معينة. ويتم إجراؤها باستخدام معدات خاصة. ويشمل الاختبار الوظيفي بشكل أساسي «اختبار المنتج النهائي» و«الاختبار على نموذج محاكاة في حالة التشغيل».
5) محلل عيوب التصنيع (MDA)
وتتمثل المزايا الرئيسية لطريقة الاختبار هذه في انخفاض التكلفة الأولية، وارتفاع الإنتاجية، وسهولة التشخيص، وسرعة وكفاءة اختبارات الدائرة القصيرة والدائرة المفتوحة. أما عيوبها فهي عدم قدرتها على إجراء الاختبارات الوظيفية، وعدم توفر مؤشر لتغطية الاختبار في العادة، وضرورة استخدام جهاز تثبيت، وارتفاع تكلفة الاختبار.
3. معدات اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA)
تشمل معدات اختبار لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) الشائعة أجهزة الاختبار أثناء التجميع (ICT)، وأجهزة الاختبار الوظيفي (FCT)، ومعدات اختبار التحمل.
1) أداة اختبار تكنولوجيا المعلومات والاتصالات عبر الإنترنت
يُقصد بـ ICT «جهاز اختبار الدوائر الكهربائية» (In-Circuit Tester). ويتميز هذا الجهاز بنطاق استخدام واسع وسهولة التشغيل. ويُستخدم الاختبار المباشر بواسطة جهاز ICT بشكل أساسي لمراقبة عملية الإنتاج. ويمكنه قياس المقاومات والمكثفات والمحاثات والدوائر المتكاملة. وهو فعال بشكل خاص في الكشف عن الدوائر المفتوحة والدوائر القصيرة والمكونات التالفة. كما يوفر تحديدًا دقيقًا لموقع العطل ويسهل عملية الإصلاح.
2) جهاز اختبار الأداء FCT
يعني الاختبار الوظيفي FCT تزويد لوحة PCBA ببيئة تشغيل تناظرية، مثل الإثارة والحمل. ويمكنه جمع معلمات حالة اللوحة والتحقق مما إذا كانت المعلمات الوظيفية تفي بمتطلبات التصميم. وتشمل بنود الاختبار الرئيسية لاختبار FCT الجهد، والتيار، والطاقة، ومعامل القدرة، والتردد، ودورة التشغيل، والسطوع واللون، والتعرف على الأحرف، والتعرف على الصوت، وقياس درجة الحرارة، وقياس الضغط، والتحكم في الحركة، وبرمجة FLASH، وبرمجة EEPROM.
3) معدات اختبار التحمل
يعني اختبار «الاحتراق» محاكاة عملية التقادم الناتجة عن عوامل مختلفة في ظروف الاستخدام الفعلية. وهو عملية اختبار مكثف تتم في ظل ظروف محددة. وبناءً على لوحة PCBA الخاصة بالمنتج الإلكتروني، يمكن إجراء اختبار تشغيل طويل الأمد لمحاكاة استخدام العملاء وإجراء اختبارات الإدخال/الإخراج، بحيث يتوافق الأداء مع احتياجات السوق.
هذه الأنواع الثلاثة من معدات الاختبار شائعة الاستخدام في عملية تجميع اللوحات الإلكترونية المركبة (PCBA). ويضمن إجراء اختبارات PCBA خلال مرحلة التجميع أن اللوحات الإلكترونية المركبة (PCBA) التي يتم تسليمها للعملاء تستوفي متطلبات التصميم. كما أنه يقلل بشكل كبير من معدل إعادة العمل.
